Uutiset

Läpimurto ligniinitutkimuksessa: pallomaiset partikkelit moninkertaistivat entsyymien tehokkuuden

Julkaistu:
Selluteollisuuden sivuvirtana syntyvällä ligniinillä voidaan korvata fossiilisia materiaaleja.
Reaktioastian pohjalla näkyvät biokatalyytit, jotka sisältävät pallomaisia ligniinipartikkeleita rakennetta tukevassa luonnollisessa polymeeriseoksessa, avaavat uusia mahdollisuuksia vedessä tapahtuville synteettisille reaktioille. Kuva: Valeria Azovskaya

Aalto-yliopiston ja Yorkin yliopiston tutkijat ovat onnistuneet muodostamaan ligniinipartikkeleista vettä hylkivän komposiittirakenteen, jossa entsyymit eli biokatalyytit saadaan erotettua niitä ympäröivästä vedestä. Läpimurto syntyi havainnosta, että yksittäisten ligniinipartikkelien pintavarausta säätelemällä entsyymit saadaan tarttumaan niiden pintaan. Merilevästä eristetty luonnollinen polymeeri toimi rakennetta tukevana materiaalina.

Tutkimus lähti tarpeesta hyödyntää selluteollisuuden sivuvirtana syntyvää ligniiniä uusissa suuren mittakaavan kohteissa. Tutkijoiden yllätykseksi ligniinipartikkelit lisäsivät entsyymien aktiivisuuden moninkertaiseksi verrattuna samaan entsyymiin ilman ligniinipartikkeleita ja mahdollistivat niiden kierrätyksen synteettisessä reaktiossa, joka ei ilman komposiittirakennetta olisi ollut mahdollinen vedessä. Reaktiossa biopolttoaineen tuotannosta saaduista alkoholista ja orgaanisesta haposta syntyi veteen liukenematonta, ananaksen tuoksuista esteriä. Menetelmä avaa uusia mahdollisuuksia myös bioperäisten polyesterien valmistukseen.

”Verrokkina toimiva kaupallinen entsyymi on kiinnitetty fossiilisista raaka-aineista valmistetun synteettisen akryylihartsin pintaan. Nyt kehitetyn biokatalyytin aktiivisuus oli siihen nähden parhaimmillaan kaksinkertainen”, kertoo tutkijatohtori Mika Sipponen. ”Menetelmän hienous on sen yksinkertaisuus ja skaalattavuus. Ligniinipartikkelien valmistus onnistuu jo nyt useiden kilogrammojen erissä. Toivomme tietenkin, että entsyymiteollisuus saa tästä kestävän vaihtoehdon fossiilisten materiaalien korvaamiseen teknisissä sovelluksissa”, Sipponen sanoo.

”Olemme iloisia, kun monen vuoden panostus ligniinipartikkelitutkimukseen alkaa tuottaa merkittäviä tuloksia. Näemme pallomaisille partikkeleille lukuisia hyödyntämismahdollisuuksia vihreän kemian prosessien ja uusien materiaalien kehityksessä”, tutkimusta ohjannut professori Monika Österberg täydentää.

Tutkimusta on rahoittanut Suomen Akatemia.

Artikkeli “Spatially confined lignin nanospheres for biocatalytic ester synthesis in aqueous media” on julkaistu tänään Nature Communications -lehdessä, DOI 10.1038/s41467-018-04715-6, https://www.nature.com/articles/s41467-018-04715-6

Lisätietoja:

TkT Mika Sipponen
mika.sipponen@aalto.fi
p. 0503013978                                                          

Prof. Monika Österberg
monika.osterberg@aalto.fi
p. 0505497218

  • Päivitetty:
  • Julkaistu:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

”Oppiminen ei lopu tutkintoon” – Heli Bergström tarttui tekoälyn murrokseen täysillä

Aalto-yliopiston alumni Heli Bergström haluaa tukea testamenttilahjoituksellaan Aallon tohtorikoulutuksen kehittämistä.
Valkotakkinen mies puhuu istuvalle yleisölle kahden keltaisen tervetuloa-näytön välissä
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Aalto ARTS: Eloseminaari käynnisti uuden lukuvuoden

Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulun vuosittaisessa Eloseminaarissa luotiin katsaus tehtyyn työhön ja tulevaan kauteen sekä tavattiin uusia ja vanhoja kollegoja.
Hymyilevä vaaleapukuinen nainen kantaa kukkia ja kävelee puvut päällä olevan seurueen kanssa hallissa
Mediatiedotteet Julkaistu:

Ruotsin kruununprinsessa Victoria ja prinssi Daniel tutustuivat kvantti-, avaruus- ja jäätutkimukseen vieraillessaan Aalto-yliopistossa

Vierailun tavoitteena perjantaina 21.8.2026 oli vahvistaa Suomen ja Ruotsin yhteistyötä tutkimuksen, koulutuksen ja innovaatioiden saralla.
Suuri monimuotoinen väkijoukko ulkona katsoo ylös ja vilkuttaa värikkäissä talvivaatteissa
Yhteistyö, Mediatiedotteet, Yliopisto Julkaistu:

Unite! saa 7,2 miljoonaa euroa EU-rahoitusta

Unite!-allianssin seuraava vaihe alkaa marraskuussa 2026. Se tulemaa tarjoamaan jatkossakin mahdollisuuksia Aallon opiskelijoille, opetus- ja tutkimushenkilöstölle sekä muulle henkilökunnalle.